Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

по "вихрям в цЫлиндре" очень пользительно почитать книгу Кушуля, у него там довольно много и подробно

Спасибо, я уже "пролистывал" ее, действительно интересно и убедительно. Для меня только одно НО:   для его решения удвоены количество цилиндров, массы и  много увеличенной относительной поверхности охлаждения - в РЛД  последнего нет.  Поэтому-то я и считаю РЛД сравнительно теплонапряженным - отсюда и интерес к холодному мотору Елько, - за счет чего это? - оказалось за счет центрально по оси расположенного вихря... вот так и тыкаюсь "носом по ветру"...  🙂
А отдельные камеры у 8-ми камерного РЛД - сравнительно мизерные - для дизельного цикла не подходящи. Отсюда - интерес к альтернативным рабочим процессам - опыт РЛД у  ГК Холодного с пульсирующей камерой - "заворожил", - там "факел" остается от предыдущего сгорания - не нужно особо городить "форкамеру"››

 

[Bиктор]

Остается разгадать загадку его феноменально малого расхода топлива при зарегистрированной на стенде мощности...

Есть туманные догадки, но их надо тщательно продумать и проверить.
Встречались на немецком описания механической установки - освобождающей дополнительную механическую мощность за счет импульсных элементов. Тоже проверенная учеными. А ссылку не могу повторно найти  🙁
Смутно помню, что там КАК БЫ были элементы, которые ГК Холодный применил в своем синхронизаторе...
- то же самое открытым текстом:  предполагаю, что не стабильные кинематические элементы в его синхронизаторе (детально не описанном в патенте) - использует механические импульсы ускорений\замедлений блоков лопастей РЛД... для хитрой генерации дополнительного крутящего момента на маховике 🙂

Такую "дойную корову" (никто не выдоил пока) самому на свой ЛА  надьь!
А тут опять же попались  нем.материалы, с протестированным и подтвержденным процессом извлечения тепловой энергии из молекулярных связей водорода - с выходом тепла в 5-25 раз больше затраченной импульсной и плазменной энергии на разогрев...Чем не заменитель топливного бака  на ЛА?
Теперь вот читаю фундаментальную теорию, чтобы не обмануться: нужно ли повторять в РЛД то известное, где речь идет о выигрышах только в пару процентов 😎

 

[ВИЛОКС]

http://youtu.be/PwcxS63iAnc

 

[МаГент]

А подробнее

Не знаю это ли имел в виду коллега, пару месяцев назад в этой ветке был мультик движка с 4 поршнями в торе и качанием по типу ножниц. Типа уже работает... правдоподобно...

 

[МаГент]

обсуждался не Эльсбет, а рабочие процессы его

Абсолютно верно. Насколько я помню, основной объем сообщений был посвящен дискуссии есть ли в его дизеле что полезное или нет в плане процесса горения.

 

[МаГент]

отсюда и интерес к холодному мотору Елько, - за счет чего это? - оказалось за счет центрально по оси расположенного вихря...

Я полагаю, что не следует забывать еще и тот факт, что количество воздуха в КС было нестандартно большим. Уже только это позволяет снизить среднюю температуру в цилиндре очень существенно. Тем более изоляция вихрем.

 

[Bиктор]

не следует забывать еще и тот факт, что количество воздуха в КС было нестандартно большим. Уже только это позволяет снизить среднюю температуру 

Геннадий, предполагаете ли Вы использовать свойства вихрей (по примеру Эльсбета) и высокую избыточность воздуха в смеси, - будет ли впуск в Вашу конструкцию предусматривать обогащенную зону [поджигаемую] и зону избытка воздуха на периферии камер, - для лучшего догорания?

 

[Bиктор]

Геннадий, как продвигается Ваш замысел с РЛД по типу Лутца- в качестве свободно-поршневого генератора горячих газов?

Есть ли уже что показать, выполненное в металле? Любопытно, какие размеры Вы принимаете...

 

[МаГент]

Геннадий, как продвигается

Спасибо за вопрос, Виктор. Поясню, что в составе СУ на основе РЛСПГГ (роторно-лопастный свободно-поршневой генератор газа или пневмоРЛГ 😉) должна быть машина преобразования энергии сжатого газа в полезную энергию вращения вала. Как всякий нормальный конструктор, я привык начинать любое дело с конца... 😉 Для этой цели я выбрал турбину от автотурбонаддува. В этом смысле можно сказать, что в проекте появилась первая железяка - турба Гарретт от 3 литрового дизеля. Теперь можно определяться с основными размерами и характеристиками РЛСПГГ. Фотки скину ближе к вечеру. Она правда поношенная, но для эксперимента сойдет...
Что касается вопросов оптимизации процесса горения, то в первом варианте я ничего такого не предусматриваю, а в варианте электроРЛГ такая задумка есть.

 

[МаГент]

Если двигаться от турбины, то нужно определить объем газа, вдуваемый в нее от РЛСПГГ. Попробуем посчитать по аналогии с дизелем. 3 литра рабочий объем. частота вращения максимум 6000об/мин. 4 такта, 4 цилиндра. В секунду он выдувает  максимально 6000/60х3/2=150литров. Наддув еще +50% =225 литров. Еще газообразные продукты сгорания +80% = 400 литров нормального газа. Если сохранять режим работы турбины, то примерно столько газа наш пневмоРЛГ (ПРЛГ) должен вдувать в нее. Отсюда можно вывести параметры ПРЛГ.
Далее 2 варианта. Как мы определили в ветке по СПГГ, соотношение площадей поршней компрессора и двигателя должны быть примерно 2 к 1. Тогда должны реализоваться более высокие параметры машины. Но Лутц принял это соотношение как 1 к 1. Встает вопрос по какому пути двигаться дальше?...

 

[nik2222]

если бы был какой нибудь вменяемый пневмодвигатель(кроме турбины),то двно бы все ездили на свободнопоршневых или лутцах,хотя свободнопоршневые корабельные есть,на турбинах

 

[МаГент]

Рассмотрим оба варианта.
Лутц 1/1. За 1 РХ он выдует 1 цилиндр выхлопа и 1 цилиндр сжатого воздуха. Учитывая продукты горения и то, что полностью загрузить рабочий цилиндр не удастся, это 2.5 цилиндра газа. Допустим скорость вращения максимум 4000 об/мин. Всего 6 лопастей. За 1 оборот 6 РХ. В секунду это 4000/60х6х2.5=1000 цилиндров. Помним, что мы насчитали 400 нормальных литров газа, которые может "проглотить" наша турбина за секунду. Значит наш рабочий объем цилиндра равен 400/1000=0.4 литра. Примем размер поршня равным длине РХ. Тогда получим квадратный поршень со стороной 72мм и таким же РХ. Пусть степень сжатия 10/1. толщина поршня (лопасти) 7мм. Длина средней линии окружности = 72х3+ 7.2х6+ 7х6= 325мм, диаметр ср линии 103мм, наружный диаметр тора 103+72=175мм, внутренний 103-72=31мм. Это не очень удобно, поэтому снизим площадь поршня до 65х65мм, длина РХ станет 95 мм (при том же объеме). Длина ср линии будет 95х3+9.5х6+7х6=384мм, диаметр 122мм, Днар 122+65=187, Двн 122-65=57мм. Приемлемо.

 

[МаГент]

Второй вариант 2 к 1.
За 1 РХ он выдует 1 цилиндр выхлопа и 2 цилиндра сжатого воздуха. Учитывая продукты горения  это 3.8 цилиндра газа. Допустим та же скорость вращения максимум 4000 об/мин. Всего  уже 8 лопастей. За 1 оборот уже 8 РХ. В секунду это 4000/60х8х3.8=2027 цилиндров. Значит наш рабочий объем цилиндра равен 400/2027=0.2 литра. Примем размер поршня равным длине РХ. Тогда получим квадратный поршень со стороной 58мм и таким же РХ. Пусть степень сжатия 10/1. толщина поршня (лопасти) 7мм. Длина средней линии окружности = 58х4+ 5.8х8+ 7х8= 347мм, диаметр ср линии 110 мм, наружный диаметр тора 168мм, внутренний 52мм.  Приемлемо.

 

[МаГент]

Примерно те же расчеты показывают, что мощность агрегатов должна быть около 20 ЛС.
Пожалуй я склоняюсь к варианту Лутца как менее нагруженному. И заводиться должен лучше...

 

[JohnDoe]

Если двигаться от турбины, то нужно определить объем газа, вдуваемый в нее от РЛСПГГ. 

В расчётах турбин обычно используют не объёмный, а массовый расход(в кг/сек или фунт/сек). Его можно узнать(для серийной конкретной модели) из турбокарты. Гаррет публикует турбокарты на свои ТКР на своём сайте. Посмотрите/запишите модель Вашего ТКР(она указанна/выбита на шильдике/корпусе ТКР) и поишите по ихнему сайту. Это будет точнее.
Там же, кстати, гляньте хар-ки ТКР, в частности ограничение по температуре газа перед турбиной. Для дизельных ТКР рабочая/длительная Т[sub]3[/sub] обычно лежит в районе 600-650, максимальная/кратковременная - 700 градусов, иначе спалите к хренам Ваш девайс. 😉

 

[МаГент]

Его можно узнать...

Спасибо, я помню, Вы эту инф уже давали в ветке СПГГ. Конечно по массовому расходу воздуха будет ближе к классическому расчету, и возможно точнее. Но для целей прикидки, когда нужно оперировать с рабочими объемами двигателя и компрессора, которые измеряются в литрах нормального газа, мой "любительский" расчет удобнее и намного проще. Но вообще я рад, что ветка "пошевелилась", а то уж думал, что все по фронтам разбрелись... 😉
Насчет температуры Вы правы, но учитывая, что работать планируется на пропане и разбавлять выхлоп сжатым воздухом (СПГГ же...), температура на входе я думаю не превысит 500-550 градусов.

 

[МаГент]

Продолжая анализировать параметры ПРЛГ, пришел к выводу, что есть смысл рассмотреть вариант с 12 лопастями. То есть 2х6. Два "лутца" в одном. 😉
Лутц 1/1х2. За 1 РХ он выдует 2 цилиндр выхлопа и 2 цилиндра сжатого воздуха. Учитывая продукты горения и то, что полностью загрузить рабочий цилиндр не удастся, это 5 цилиндров газа. Допустим скорость вращения максимум 4000 об/мин. Всего 12 лопастей. За 1 оборот 24 РХ. В секунду это 4000/60х24х5=4000 цилиндров. Помним, что мы насчитали 400 нормальных литров газа, которые может "проглотить" наша турбина за секунду. Значит наш рабочий объем цилиндра равен 400/4000=0.1 литра.  Пусть степень сжатия 10/1. толщина поршня (лопасти) 7мм. В итоге получится наружный диаметр тора 160мм, внутренний 48мм. при ширине поршня 55мм.  Вполне приемлемо. Плюс в симметричности механического нагружения вала и термической нагрузки на корпус. Ниже угловая амплитуда качаний роторов, выше частота колебаний.

 

[JohnDoe]

Насчет температуры Вы правы, но учитывая, что работать планируется на пропане и разбавлять выхлоп сжатым воздухом (СПГГ же...), температура на входе я думаю не превысит 500-550 градусов.

Дык, в СПГГ как раз температура выхлопа(именно выхлопа, ещё без продувки цилиндра вторичным/сжатым в компрессоре воздухом) много выше чем в "нормальном" ДВС, т.к. выхлоп начинается раньше! Именно поэтому и требуется многократное "разбавление" выхлопа вторичным воздухом. А у Вас получается лишь 2 объёма вместо 6-8-ми против "традиционных" СПГГ. Ну я так понял из Ваших прикидок.
ИМХУ

 

[МаГент]

много выше чем в "нормальном" ДВС, т.к. выхлоп начинается раньше

Это если иметь в виду традиционные двухтактные СПГГ, а у нас полноценный 4тактный РЛД, совмещенный с компрессором. Его выхлоп не горячее обычного 4тактника, даже еще можно продолженное расширение реализовать, но я думаю не потребуется.

лишь 2 объёма вместо 6-8-ми против "традиционных" СПГГ

У традиционных СПГГ из-за наддува на самом деле где-то 1,6 - 1,8 по массе газа выходит. А у нас 1 к 1 по объему. Или 1.5 выхлопа к 1 воздуху по массе.

 

[JohnDoe]

Это если иметь в виду традиционные двухтактные СПГГ, а у нас полноценный 4тактный РЛД, совмещенный с компрессором. Его выхлоп не горячее обычного 4тактника, даже еще можно продолженное расширение реализовать, но я думаю не потребуется.

Ничего не понял :-? У Вас РЛД-СПГГ, или просто "обычный" РЛД(синхронизаторы там и пр.), только работающий без нагрузки на вал(т.е. в качестве газогенератора)? Даже в этом случае Т газов будет выше, т.к. они не совершают работу(практически). Для примера погазуйте на нейтралке на машине и поглядите как быстро станет расти температура масла и ОЖ. Если есть лямбда в выхлопе, она очень быстро скончается. 🙁 ИМХУ, ессно.